TFT LCD plataus žiūrėjimo kampo technologijos

TFT LCD struktūra

Norėdami gauti išsamesnį paaiškinimą apie TFT LCD struktūrą arba apskritai LCD, žrPagrindinės TFT LCD žiniosarbaĮvadas į LCD.

TheTFT LCD arba plonasluoksnis tranzistorius skystųjų kristalų ekranas, yra populiari rodymo technologijos forma, dažnai naudojama kompiuterių monitoriuose ir kituose įprastuose įrenginių ekranuose. Šis ekrano modulis, tiksliauLCD modulis, sudarytas iš trijų pagrindinių sluoksnių. Giliausią sluoksnį, esantį arčiausiai įrenginio galinės dalies, sudaro pirmasis poliarizatorius, stiklo pagrindas, pikselių elektrodai ir TFT. Paviršiaus sluoksnis yra panašus į šį sluoksnį, nes jame taip pat yra stiklo substratas, poliarizatorius ir (kai kuriose matricose) elektrodai; tačiau šių komponentų tvarka yra apversta, lyginant su kitu sluoksniu (poliarizatorius yra arčiausiai paviršiaus), o šiame sluoksnyje yra RGB spalvų filtras. Tarp šių dviejų sluoksnių yra skystųjų kristalų molekulių sluoksnis, kuris perneša krūvius ir energiją link TFT LCD paviršiaus. Kristalų molekules galima išlyginti įvairiais būdais, kad būtų pakeistos LCD ekrano matymo savybės.

Kaip aktyviosios matricos LCD įrenginys, TFT LCD atskirus pikselius sudaro raudoni, žali ir mėlyni subpikseliai, kurių kiekvienas turi savo TFT ir po jais elektrodus. Šie subpikseliai yra valdomi atskirai ir aktyviai, taigi ir pavadinimas aktyvioji matrica; tai leidžia sklandžiau ir greičiau reaguoti. Aktyvioji matrica taip pat leidžia naudoti didesnius rodymo režimus, kurie ir toliau palaiko spalvų kokybę, atnaujinimo dažnį ir skiriamąją gebą, kai padidinamas kraštinių santykis.

TFT LCD ekraną sudarančių pikselių elektrodai atlieka grandinę tarp jų. Jei elektrodai yra sluoksniuoti ant abiejų stiklo pagrindų vidinės pusės, elektrodai kartu su TFT sukuria elektrinį kelią skystųjų kristalų sluoksnyje. Taip pat yra ir kitų elektrodų išdėstymo prietaiso paviršiuje ir gale, kurie keičia elektrinio kelio tarp substratų poveikį (bus aptarta vėliau šiame straipsnyje). Šis kelias veikia kristalus per jų elektrinį lauką, kuris yra viena iš TFT koncepcijų, atsakingų už mažą, minimalų TFT energijos suvartojimą, todėl jie yra tokie veiksmingi ir patrauklūs.

Kai elektrinis laukas sąveikauja su skystųjų kristalų molekulėmis, molekulės gali išsilyginti įvairiais būdais, keisdamos, kaip šviesa praeina profoninis apšvietimasįrenginio (rastas už galinės dalies poliarizatoriaus) į paviršių. Kadangi skystųjų kristalų ekranai negali apšviesti patys, reikalingas foninis apšvietimas, kad būtų užtikrintas apšvietimas, kurį vėliau valdo TFT LCD kompleksas. Skystieji kristalai poliarizuoja šviesą skirtingais laipsniais, todėl paviršiaus poliarizatorius per ją praleidžia skirtingus šviesos lygius, taip valdydamas pikselio spalvą ir ryškumą.

TN (Twisted Nematic) tipo TFT LCD

Nors yra įvairių kristalų molekulių lygiavimo būdų, naudojant susuktą nematiką (TN) tai yra vienas seniausių, labiausiai paplitusių ir pigiausių LCD technologijos variantų. Jis naudoja elektrinį lauką tarp elektrodų, išdėstytų vienas ant paviršinio pagrindo sluoksnio, o kitas - ant galinio pagrindo sluoksnio, kad manipuliuotų skystaisiais kristalais.

Kai joks elektrinis laukas neturi įtakos kristalų struktūrai, išlygiavimas pasisuka 90 laipsnių kampu. Šis posūkis leidžia šviesai judėti per sluoksnį, poliarizuojant šviesą, kai ji praeina, tada pereina per paviršiaus poliarizatorių.

Jei naudojamas elektrinis laukas, molekulių kristalinės struktūros posūkis gali būti išvyniotas ir ištiesintas. Kai taip atsitinka, šviesa nėra poliarizuota ir negali praeiti pro paviršiaus poliarizatorių, rodydama juodą pikselį. Taip pat galima sukurti tarpą tarp visiškai apšviestų arba visiškai nepermatomų pikselių; jei šviesa yra iš dalies poliarizuota (elektrinis laukas nevisiškai ištiesina kristalų išsidėstymą), tada per poliarizatorių iš LED foninio apšvietimo skleidžiama vidutinio skaisčio šviesa.

Nors tai yra vienas pigiausių ekrano technologijos variantų, jis turi savų problemų. TN TFT skystųjų kristalų ekranas neturi didžiausio atsako laiko, palyginti su kitų tipų ekranais, ir nesuteikia tokio plataus žiūrėjimo kampo kaip kiti TFT LCD, naudojant skirtingus lygiavimo būdus. Žiūrėjimo kampas yra kryptis, kuria galima žiūrėti į ekraną, kol rodomas vaizdas negali būti tinkamai matomas šviesos ir spalvų atžvilgiu. TN ekranai dažniausiai susiduria su vertikaliais žiūrėjimo kampais, bet taip pat turi šiek tiek ribotus horizontalius kampus. Ši TN LCD žiūrėjimo kampo riba vadinama pilkosios skalės inversijos problema.

Yra keletas būdų, kaip išspręsti pilkosios skalės inversijos problemą.

Paprastai, kai žiūrėjimo kampas nėra idealus, vaizdo kokybė apskritai blogėja. Dėl šios problemos neišsaugomi tokie dalykai kaip kontrasto santykis (ryškiausios baltos ir tamsiausios juodos spalvos skaisčio santykis) ir ekrano skaitomumas.

Tarp skystųjų kristalų derinimo metodų TN yra tik viena LCD technologijos galimybių. Yra įvairių kitų įprastų būdų, kaip išlygiuoti kristalus plačiam žiūrėjimo kampui, pavyzdžiui, kelių domenų vertikalus išlygiavimas arba perjungimas plokštumoje. Be to, dėl TN įrenginių gausos, taip pat buvo pristatytas kažkas vadinamas O-film, kad būtų galima susieti su TN ekranais, kad vartotojams nereikėtų pirkti visiškai naujų įrenginių.

MVA (Kelių domenų vertikalus lygiavimas) TFT LCD

Paprasčiau tariant, šis metodas padalija ląstelę po kiekvienu pikseliu į kelis domenus. Dėl padalijimo molekulės toje pačioje ląstelėje gali būti orientuotos skirtingai, todėl naudotojams keičiant ekrano vaizdus, ​​yra skirtingos kristalų krypties išlygiavimas, leidžiantis išlaikyti ekrano savybes šiais kampais, pvz., didelį ryškumą ir kontrastą. . Tai išsprendžia vadinamojo vieno domeno vertikalaus išlygiavimo problemą.

Nors dažniausiai panašus į TN, MVA savo ląstelėje turi vieną pastebimą savybę, kurios TN ląstelės neturi: stiklo išsikišimus. Tarp sumuštinių elektrodų kampiniai stiklo išsikišimai perorientuoja sluoksnyje sklindančią šviesą taip, kad išeinant iš paviršiaus poliarizatoriaus, ji sklinda įvairiomis kryptimis, kad patenkintų plataus žiūrėjimo kampo poreikį.

Pastaruoju metu MVA TFT LCD patobulinimai pagerino kontrasto santykį, ryškumą ir reakcijos laiką. Kontrastas, kuris pirmą kartą buvo sukurtas 1997 m., buvo 300:1, buvo pagerintas iki 1000:1. Panašiai ir reakcijos laikas, kuriam būdingas ilgėjimo (nuo juodos iki baltos) ir nykimo (nuo baltos iki juodos) laikas, pasiekė laiką, kuris yra greičiausias, kurį žmogaus akis gali apdoroti, o tai rodo MVA pagrįstų ekranų tinkamumą judantiems vaizdams.

IPS (In-Panel Switching) TFT LCD

Kitas TN sukeltos pilkos spalvos inversijos problemos sprendimas yraIPS LCD. Kalbant apie IPS pranašumus, jis yra gana panašus į MVA. Tačiau struktūriškai, užuot turėdamas paviršinius ir galinius elektrodus, IPS abu elektrodus deda ant galinio pagrindo. Tai verčia molekules, kai įjungtas elektrinis laukas, keisti orientaciją, vadinamą plokštumos perjungimu, ir lygiagrečiai su substratais, o ne statmenai, kaip TN įrenginiuose. Šiuo atveju reikalingas ryškesnis foninis apšvietimas, nes šviesai reikės daugiau galios, kad būtų sukurtas toks pat ekrano ryškumas, kokį gali padaryti TN naudojant mažiau šaltinio šviesos.

Naudojant šį išlygiavimą, žiūrėjimo kampai buvo išsaugoti daug platesnėmis kryptimis, palyginti su TN. Neseniai IPS ekranai pagerino savo savybes, pvz., reakcijos laiką, kad IPS ekranai būtų labiau pageidaujami vartotojams. Tačiau šio tipo TFT LCD paprastai kainuos daugiau nei TN įrenginiai.

TN vs O-Film vs MVA vs IPS TFT LCD

Nors TN TFT LCD kainuoja mažiausią, tai yra dėl priežasties. O-filmai, MVA ir IPS TFT LCD kainuoja daugiau dėl sudėtingesnių technologijų, kurios pagerina žiūrėjimo kampą, kad išlaikytų skiriamąją gebą ir bendrą ekrano kokybę.

O-plėvelė yra unikali, nes užuot pakeitusi skystųjų kristalų išlyginimo technologiją ir už palyginti mažą kainą, ji gali pakeisti TN įrenginio paviršiaus poliarizatorių į specialią plėvelę, kad padidintų žiūrėjimo kampą. Kadangi jis yra derinamas su TN, jis gali tik šiek tiek pagerinti žiūrėjimo kampą.

IPS turi didžiausią galimybę pagerinti žiūrėjimo kampą ir pasiekti didesnius galimus kampus nei visos kitos galimybės. Tačiau naudojant IPS, energijos suvartojimas didesnis nei įprastas TN įrenginys, nes šiame įrenginyje reikia ryškesnio foninio apšvietimo.

MVA yra arti, tik šiek tiek mažiau, IPS TFT LCD kampu. Tačiau, kaip minėta anksčiau, jis turi daug greitesnį atsako laiką.

Visos šios technologijos yra perspektyvios galimybės, priklausomai nuo vartotojo norų ir kainų intervalo. MVA ir IPS TFT LCD paprastai yra praktiškesni plataus vartojimo produktams, pvz., LCD monitoriams ir telefonų ekranams, o TN ir O-film LCD ekranai gali būti naudojami pramonėje. Nepaisant to, augant IPS ir MVA LCD, jų pritaikymas plečiasi.

AFFS (Advanced Fringe Field Switching) TFT LCD

AFFS koncepcija yra panaši į IPS; abu sulygiuoja kristalų molekules lygiagrečiai su substratu, pagerindami žiūrėjimo kampus. Tačiau AFFS yra pažangesnė ir gali geriau optimizuoti energijos suvartojimą. Visų pirma, AFFS turi didelį pralaidumą, o tai reiškia, kad mažiau šviesos energijos absorbuojama skystųjų kristalų sluoksnyje ir daugiau perduodama į paviršių. IPS TFT LCD paprastai turi mažesnį pralaidumą, todėl reikia ryškesnio foninio apšvietimo. Šis pralaidumo skirtumas yra pagrįstas kompaktiška, maksimaliai padidinta AFFS aktyvia ląstelių erdve po kiekvienu pikseliu.

Nuo 2004 m. Hydis, sukūręs AFFS, išdavė AFFS licenciją Japonijos kompanijai Hitachi Displays, kur žmonės kuria sudėtingus AFFS LCD skydelius. „Hydis“ pagerino ekrano savybes, pvz., ekrano skaitomumą lauke, todėl jį dar patraukliau naudoti pagrindinėje programoje: mobiliųjų telefonų ekranuose.

Jei norite sužinoti daugiau apie TFT arba LCD, apsilankykite mūsų svetainėjesvetainę!